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    公开号:WO1989000373A1
    申请号:PCT/DE1988/000403
    申请日:1988-07-01
    公开日:1989-01-12
    发明作者:Alfred Heinrich Wild
    申请人:Leonhard Kurz Gmbh & Co.；
    IPC主号:H05K3-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit Leiterbahnen und Prägefolie zur Durchführung des Verfahrens.
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes, der an einer Oberfläche zumindest bereichsweise mit einer elektrisch leitenden, auf einem Substrat aus elektrisch isolierendem Material Leiterbahnen bildenden Metallschicht versehen ist, wobei zur Erzeugung der Metallschicht mit der die Leiterbahnen repräsentierenden Konfiguration auf einem bahn- oder plattenförmigen Zwischenträger zuerst eine durchgehende, dünne leitfähige Anlagerungsschicht aufgebracht wird, auf die dann in Negativanordnung zu der gewünschten Konfiguration eine eine galvanische Ablagerung der Metallschicht verhindernde Abdeckschicht aufgebracht wird, wonach auf den von der Abdeckschicht nicht bedeckten Bereichen der Anlagerungsschicht galvanisch Metall in einer zur Bildung der Leiterbahnen ausreichenden Stärke abgeschieden wird, worauf dann die die Leiterbahnen bildende Metallschicht, solange sie noch über die Anlagerungsschicht an dem Zwischenträger haftet, auf das Substrat übertragen und schliesslich der Zwischenträger sowie — _n —
    [0003] die Anlagerungsschicht zumindest bereichsweise entfernt werden. Die Erfindung befasst sich ausserde mit einer Prägefol e, welche zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignet ist.
    [0004] Ein gattungsgemässes Verfahren ist beispielsweise in der DE 32 15205 AI zur Herstellung gedruckter Schaltungen beschrieben, wobei dann die Leiterbahnen auf einer Platte aus isolierendem Material vorgesehen sind. Ein gleiches Verfahren kann beispielsweise auch zur Anbringung von Leiterbahnen auf sonstigen Gegenständen aus Kunststoff, beispielsweise im Wege des sogenannten "Inmold"-Verfahrens angewendet werden. Hierbei wird eine Folie, die eine die Leiterbahnen bildende Metallschicht trägt, in die Form zur Herstellung des Gegenstandes eingelegt und dann mit Kunststoff hinterspritzt, so dass nach dem Entformen die Leiterbahnen auf der Oberfläche des Gegenstandes haften, während der Zwischenträger abgezogen werden kann.
    [0005] Bei dem bekannten Verfahren nach der DE 3215205 AI wird ein Zwischenträger verwendet, bei dem die leitfähige Anlagerungsschicht nicht allzu fest haftet, so dass nach dem Aufbringen der die Leiterbahnen bildenden Metallschicht auf das Substrat und Abziehen des Zwischenträgers die Anlagerungsschicht noch an der Metallschicht haftet. Die Anlagerungsschicht muss dann in einem Ätzvorgang entfernt werden. Ein derartiges Ätzen hat insbesondere den Nachteil, dass das bekannte Verfahren nur in besonders ausgerüsteten Betrieben durchgeführt werden kann, um eine einwandfreie Entsorgung der Ätzmittel vornehmen zu können. Weiterhin ist natürlich jedes Ätzverfahren mit Gefahren für die beschäftigten Personen verbunden. Schliesslich bedingen Ätzeinrichtungen, wie sie bei dem bekannten Verfahren eingesetzt werden müssen, einen erheblichen zusätzlichen Investitionsaufwand.
    [0006] Generell ist davon auszugehen, dass bisher bei der Herstellung gedruckter Schaltungen auf Leiterplatten oder sonstigen, isolierenden Substraten, stets ein Ätzverfahren angewendet wurde, sei es zur Entfernung einer Anlagerungsschicht wie bei dem eingangs erwähnten Verfahren, sei es, um die Leiterbahnen aus einer die gesamte Oberfläche des Substrates bedeckenden Metallschicht herauszuätzen, nachdem die später die Leiterbahnen bildenden Bereiche mit einem Gegen das Ätzmittel resistenten Lack od. dgl. abgedeckt wurden. Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen unter Verwendung eines Ätzverfahrens sind beispielsweise beschrieben in der DE 3045280 AI; der DE 3436 024 C2, der DE 3031751 AI sowie der Veröffentlichung von G. Kisters "Semiadditivtechnik (I), Leiterplatte 1985, Bd. 1 Leiterfertigung heute", herausgegebenen von VDI/VDE-Gesellschaft Feinwerktechnik Düsseldorf anlässlich der grossen Fachtagung in Karlsruhe am 5./6. Mai 1986, Seiten 50 bis 53.
    [0007] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so abzuwandeln, dass auf den aufwendigen, umweit- und gesundheitsgefährdenden sowie kostenintensiven Ätzvorgang verzichtet werden kann, ohne allerdings in irgendeiner Weise die sonstigen Vorteile des bekannten Verfahrens zu beeinträchtigen.
    [0008] Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass bei dem gattungsge ässen Verfahren die Leiterbahnen auf das Substrat übertragen werden, während sich die Abdeckschicht noch auf dem Zwischenträger befindet, wobei zur Festlegung der Leiterbahnen auf dem Substrat eine Haftschicht verwendet wird, die an der Abdeckschicht nicht oder schlecht haftet, und dass für die Abdeckschicht ein Werkstoff verwendet wird, der gegenüber der Anlagerungsschicht eine deutlich bessere Haftung als gegenüber der Haftschicht aufweist, wodurch beim Abziehen des Zwischenträgers die Abdeckschicht und in deren Bereich die leitfähige Anlagerungsschicht vom Substrat entfernt werden, während die Leiterbahnen mittels der Haftschicht auf dem Substrat haften bleiben.
    [0009] Während bei dem bekannten Verfahren die Abdeckschicht entfernt wird, bevor man die Leiterbahnen auf das Substrat überträgt, und anschliessend die Anlagerungsschicht zumindest im Bereich der Abdeckschicht weggeäzt werden muss, wird bei dem Verfahren gemäss der Erfindung die die Leiterbahnen bildende Metallschicht in einem Stadium am Substrat befestigt, in dem sich die Abdeckschicht noch auf dem Zwischenträger befindet. Infolge entsprechender Wahl einerseits der Haftschicht zur Festlegung der Leiterbahnen auf dem Substrat und andererseits der Abdeckschicht erreicht man gemäss der Erfindung dann, dass beim Abziehen des Zwischenträgers auch die Abdeckschicht mit abgezogen wird, währen die die Leiterbahnen b ldende Metallschicht sich von dem Zwischenträger löst und an dem Substrat haftet. Bei diesem Vorgang bleibt entweder die gesamte Anlagerungsschicht auf dem Zwischenträger, sofern durch entsprechende Vorbehandlung des Zwischenträgers und Führung des galvanischen Verfahrens zur Anlagerung der Metallschicht eine Trennung der galvanisch gebildeten Leiterbahnen von der Anlagerungsschicht ohne grossen Kraftaufwand möglich ist, oder es wird die Anlagerungsschicht, wenn ihre Haftung gegenüber dem Zwischenträger im Bereich der galvanisch gebildeten Leiterbahnen verschlechtert ist an den Grenzen zwischen Leiterbahnen und Abdeckschicht zerrissen, so dass die Anlagerungsschicht nur im Bereich der Abdeckschicht am Zwischenträger verbleibt, jedoch im Bereich der Leiterbahnen mit diesen verbunden bleibt. Auf jeden Fall wird bei einem Vorgehen nach der Erfindung erreicht, dass die Anlagerungsschicht zumindest im Bereich der Abdeckschicht mit dem Zwischenträger entfernt wird, somit zwischen den Leiterbahnen durch die Anlagerungsschicht keine elektrischen Kontakte mehr vorhanden sind, was bedeutet, dass auf den bisher üblichen Ätzvorgang vollständig verzichtet werden kann, was eine ganz erhebliche Vereinfachung des bisherigen Vorgehens bedeutet und insbesondere zur Folge hat, dass sämtliche Probleme, die die bisherigen Ätzverfahren mit sich brachten, in einfacher Weise vermieden sind. Die gewünschte Wirkung hinsichtlich Haftfestigkeit bzw. Ablösung von Metallschicht einerseits und Abdeckschicht andererseits gegenüber dem Zwischenträger bzw. dem Substrat lassen sich für den Fachmann ohne grössere Probleme durch Wahl entsprechender Werkstoffe bzw. Werkstoff- Zusammensetzungen erzielen. Dem Fachmann sind beispielsweise Haftschicht-Klassen, d.h. im wesentlichen Kleber, bekannt, die einerseits an einer Metallschicht gut haften, andererseits jedoch mit bestimmten Abdecklacken, die für die Zwecke der Erfindung gut einsetzbar sind, keine besonders feste Bindung eingehen.
    [0010] Als Anlagerungsschicht wird im allgemeinen günstigerweise eine dünne, z.B. durch Sputtern oder Aufdampfen aufgebrachte Metallschicht verwendet werden. Für bestimmte Anwendungsfälle kann es jedoch auch zweckmässig sein, wenn als Anlagerungsschicht eine dünne Schicht eines aktivierten Lackes aufgebracht wird, weil sich dann beispielsweise ein Lack verwenden lässt, der eine sehr gute Haftung einerseits mit dem Zwischenträger und andererseits mit der Abdeckschicht ergibt, jedoch vor allem durch das galvanische Verfahren zur Aufbringung der Metallschicht so beeinflusst werden kann, dass sich beim Übertragen der Leiterbahnen auf das Substrat die die Leiterbahnen bildende Metallschicht dann leicht von der Anlagerungschicht löst.
    [0011] Als Zwischenträger können die unterschiedlichsten Materialien verwendet werden, wenn sie nur gewährleisten, dass die Anlagerungsschicht auf ihnen hinreichend fest haftet. Besonders günstig ist es jedoch, wenn als Zwischenträger eine Kunststoff- Folie, vorzugsweise eine Polyester-Folie, verwendet wird, weil eine derartige Folie einerseits die verlangten Eigenschaften hinsichtlich der Haftfestigkeit der AnlagerungsSchicht aufweist, andererseits das die Leiterbahnen bildende Gebilde mit dem Zwischenträger sehr gut herstellbar und speicherbar ist. Beispielsweise kann dieses Gebilde gleichsam als Heissprägefolie ausgebildet sein, bei der die Anlagerungsschicht in einem üblichen Aufdampf- bzw. Lackierverfahren und die Abdeckschicht durch Lackieren aufgebracht werden.
    [0012] Um bei Verwendung einer Kunststoff-Folie, insbesondere einer Polyester-Folie eine besonders gute Haftung der Anlagerungsschicht zu gewährleisten, gleichzeitig jedoch zu erreichen, dass diese sich im Bereich der Leiterbahnen bei Übertragung der Leiterbahnen auf das Substrat löst, ist es besonders zweckmässig, wenn die die Anlagerungsschicht aufnehmende Oberfläche der Kunststoff-Fol e vor der Aufbringung der Anlagerungsschicht, d.h. beispielsweise vor dem Sputtern bzw. Aufdampfen, einer Koronaentladungs-Behandlung unterzogen wird. Diese Koronaentladungs-Behandlung verbessert zum einen die Haftung einer aufgedampften Metall-Anlagerungsschicht auf der Polyester-Folie, wodurch sichergestellt ist, dass beim Übertragen die Abdeckschicht mit der Anlagerungsschicht auf der als Zwischenträger dienenden Folie gut haftet. Andererseits wird jedoch die Wirkung dieser Korona-Behandlung durch die galvanische Aufbringung der die Leiterbahnen bildenden Metallschicht im Bereich der Leiterbahnen, d.h. dort, wo das galvanische Bad wirkt, weitgehend aufgehoben, so dass dort beim Übertragen die Anlagerungsschicht leicht vom Zwischenträger abgezogen wird, was dann dazu führt, dass die Anlagerungsschicht teilweise auf dem Zwischenträger verbleibt, nämlich im Bereich der Abdeckschicht, und teilweise zusammen mit den Leiterbahnen auf das Substrat übertragen wird.
    [0013] Es ist nach der Erfindung weiter vorgesehen, dass vor dem Aufbringen der Anlagerungsschicht auf den Zwischenträger eine ggf. nur bereichsweise vorgesehene Zwischenschicht aufgebracht wird. Diese Zwischenschicht kann beispielsweise nur im Bereich der späteren Abdeckschicht vorgesehen sein, in welchem Falle man dann eine Zwischenschicht verwenden muss, durch die die Haftung der Anlagerungsschicht an dem Zwischenträger verbessert wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Zwischenschicht in den später die Leiterbahnen tragenden Bereichen des Zwischenträgers aufzubringen. In diesem Falle muss eine Zwischenschicht verwendet werden, durch die die Haftung der Anlagerungsschicht auf dem Zwischenträger vermindert wird, beispielsweise eine geeignete Wachsschicht.
    [0014] Vor allem wenn mit einem prägefolienartigen Laminat zur Aufbringung der Leiterbahnen auf das Substrat gearbeitet werden soll, ist es in fertigungstechnischer Hinsicht günstig, wenn die Haftschicht nach der galvanischen Abscheidung der die Leiterbahnen bildenden Metallschicht auf der vom Zwischenträger abgewandten Seite der Leiterbahnen und gleichzeitig der Abdeckschicht aufgebracht wird.
    [0015] Für die Haftschicht können verschiedene Kleber verwendet werden. Besonders zweck ässig ist es jedoch, wenn die Haftschicht von einem heissiegelfähigen Kleber gebildet ist, weil ein derartiger Kleber eine Handhabung des die Leiterbahnen tragenden Laminates vor Übertragung der Leiterbahnen auf das Substrat gestattet, ohne dass die Gefahr der Verklebung bestünde, jedoch andererseits heissiegelfähige Kleber bekannt sind, die die für das erfindungsgemässe Verfahren erforderlichen Eigenschaften hinsichtlich der Haftung gegenüber den Leiterbahnen einerseits und der mangelhaften Verbindung mit der Abdeckschicht andererseits hervorragend vereinen.
    [0016] Die Abdeckschicht muss selbstverständlich in ihren Eigenschaften so gewählt werden, dass sie durch das galvanische Verfahren zur Bildung der Leiterbahnen in keiner Weise beeinträchtigt wird. Dies lässt sich sehr einfach dadurch erreichen, dass die Abdeckschicht von einem isolierenden Lack gebildet wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, als Abdeckschicht ein Wachs, insbesondere ein modifiziertes Montan- und/oder Polyolefin-Wachs zu verwenden. Derartige Wachse schmelzen bei Hitzeeinwirkung. Selbst wenn in einem derartigen Fall die Haftschicht vergleichsweise gut an der Abdeckschicht haften sollte, wird beim Übertragen der Leiterbahnen von dem Laminat auf das Substrat unter Zwischenschaltung der Haftschicht eine zuverlässige Trennung der Anlagerungsschicht im Bereich der Abdeckschicht von der Haftschicht bzw. dem Substrat erreicht, nämlich durch eventuelles Schmelzen der Abdeckschicht, wenn sich die Abdeckschicht nicht ohnehin von der Haftschicht lösen sollte.
    [0017] Versuche haben gezeigt, dass die angestrebten Wirkungen sehr gut erreichbar sind, wenn für die Abdeckschicht ein Lack aus der Stoffklasse der Polyurethane, Polyamidharze und/oder Siliconharze und für die Haftschicht ein heissklebefähiges Material aus der Klasse der Polyesterharze, Polyvinylchloride und/oder modifizierten Acrylharze verwendet wird. Bei Wahl dieser Substanzen ist gewährleistet, dass Abdeckschicht und Haftschicht nur wenig, Haftschicht und Leiterbahnen bzw. Metallschicht dagegen sehr gut aneinander haften, so dass die Trennung beim Übertragen der Leiterbahnen auf das Substrat zuverlässig gewährleistet ist.
    [0018] Während bisher im allgemeinen davon ausgegangen wurde, dass die Anlagerungsschicht bei Übertragung der Leiterbahnen auf das Substrat unterteilt wird und im Bereich der Leiterbahnen mit auf das Substrat gelangt, kann unter Umständen ein vollständiges Verbleiben der Anlagerungsschicht auf dem Zwischenträger erreicht werden, wenn vor der galvanischen Ablagerung der die Leiterbahnen bildenden Metallschicht auf den nicht von der Abdeckschicht bedeckten Bereichen der Anlagerungsschicht eine dünne, metallische Trennschicht, z.B. aus Silber, abgeschieden wird. Derartige Trennschichten sind z.B. von Elektroformverfahren her grundsätzlich bekannt. Die Verwendung einer Silberschicht als Trennschicht hat dabei den Vorteil, dass die Kontaktierung der die Leiterbahnen bildenden Metallschicht erleichtert bzw. verbessert wird.
    [0019] Zur Durchführung des Verfahrens können Laminate der unterschiedlichsten Art, insbesondere abhängig vom Zwischenträger, verwendet werden. Besonders günstig ist es jedoch, wenn man eine Prägefolie, insbesondere Heissprägefolie, zur Erzeugung von Leiterbahnen auf dem Substrat verwendet, welche eine Trägerfolie aufweist, die eine von ihr ablösbare, zur Bildung der Leiterbahnen dienende Metallschicht trägt, die ihrerseits an der der Trägerfolie abgekehrten Seite eine Haftschicht zur Festlegung an dem Substrat aufweist. Derartige Prägefolien sind beispielsweise aus der EP 0063347 A bekannt. Bei dieser bekannten Prägefolie wird eine Trägerfolie ganzflächig mit einer vergleichsweise dicken Metallschicht kaschiert und auf die der Trägerfolie abgewandte Seite der Metallschicht dann eine Klebeschicht od.dgl. aufgebracht. Bei der Erzeugung von gedruckten Schaltungen od.dgl. wird die bekannte Prägefolie entweder auf ein Substrat, z.B. eine Leiterplatte, aufgeprägt, wobei das Substrat dann ganzflächig mit der Metallschicht versehen wird. Nach dem Aufbringen der Metallschicht auf das Substrat wird die Trägerfolie abgezogen. Hieran aπschliessend wird dann in an sich bekannter Weise durch entsprechendes bereichsweises Abdecken und Abätzen der Metallschicht in den Bereichen, die nicht als Leiterbahnen dienen sollen, eine gedruckte Schaltung od.dgl. erzeugt. Die Aufbringung der bekannten Prägefolie auf das Substrat bzw. einen Gegenstand kann dabei nicht nur durch Heissprägen, sondern beispielsweise auch dadurch erfolgen, dass die bekannte Folie derart in eine Spritzgiessform eingelegt wird, dass die Metallschicht zum Forminneren weist, worauf sie dann entsprechend hinterspritzt und dadurch die Metallschicht an der Oberfläche des zu erzeugenden Gegenstandes festgelegt wird. Auf jeden Fall ist es bei Verwendung der bekannten Prägefolie erforderl ch, durch einen ÄtzVorgang Metall in den Bereichen, wo es unerwünscht ist, zu entfernen.
    [0020] Um die mit der Erfindung angestrebten Ziele zu erreichen wird nun die Verwendung einer Prägefolie vorgeschlagen, die sich von der aus der EP 063347 A bekannten Prägefolie dadurch unterscheidet, dass die Trägerfolie ganzflächig mit einer elektrisch leitenden Anlagerungsschicht versehen ist, die auf ihrer der Trägerfolie abgekehrten Seite einerseits in den Bereichen, in denen keine Leiterbahnen vorgesehen sind, eine eine galvanische Ablagerung der Metallschicht verhindernde, gegen Galavanik-Flüssigkeiten beständige Abdeckschicht und andererseits zur Bildung der Leiterbahnen in den nicht von der Abdeckschicht bedeckten Bereichen die Metallschicht trägt, welche durch galvanische Anlagerung an der Anlagerungsschicht . gebildet ist, dass weiter die Abdeckschicht und die Metallschicht auf ihrer der Trägerfolie abgekehrten Oberfläche durch eine gemeinsame Haftschicht abgedeckt sind, und dass schliesslich die Haftschicht aus einem Material besteht, das an der Metallschicht deutlich besser als an der Abdeckschicht haftet, die ihrerseits an der Anlagerungsschicht besser haftet als die Anlagerungsschicht im Bereich der Metallschicht an der Trägerfolie.
    [0021] Eine derartige Prägefolie, insbesondere Heissprägefolie, hat gegenüber anderen, in dem erfindungsgemässen Verfahren verwendbaren Laminaten wesentliche Vorzüge. Insbesondere lässt sich eine derartige Prägefolie ohne Schwierigkeiten in einem kontinuierlichen Vorgang im wesentlichen mit den von der Prägefolienherstellung bekannten Prozessen erzeugen. Die Aufbringung der Metallschicht auf das Substrat kann dann in einem an sich bekannten Heissprägeprozess geschehen, der ebenfalls kontinuierl ch durchgeführt wird, so dass die Benutzung der Prägefolie auch den Vorzug einer im wesentlichen kontinuierlichen Arbeitsweise gegenüber den bekannten Verfahren, bei denen diskontinuierlich gearbeitet werden muss, ergibt.
    [0022] Besondere Ausgestaltungen der Prägefolie nach der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 14 bis 21, wobei hinsichtlich der durch diese Ausgestaltungen erzielbaren Vorteile auf die entsprechenden Ausführungen in Verbindung mit dem erfindungsge ässen Verfahren verwiesen wird.
    [0023] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Prägefolie sowie der Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens anhand der Zeichnung.
    [0024] In dieser zeigen -:
    [0025] Figuren 1 bis 3 eine Prägefolie nach der Erfindung in unterschiedlichen Herstellungsstadien, und
    [0026] Figur 4 die sich bei Anbringung von Leiterbahnen auf einem Substrat unter Verwendung einer Prägefolie nach der Erfindung bzw. Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ergebende Konfiguration.
    [0027] Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Prägefolie umfasst eine Trägerfolie 1, die als Zwischenträger dient. Es handelt sich dabei um einen der bei Prägefolien üblichen Träger, z.B. eine Polyester-Folie einer Dicke von etwa 23 /um.Die Trägerfolie 1 trägt auf ihrer Oberfläche 2 ganzflächig eine Anlagerungsschicht 3 aus elektrisch leitendem Material,beispielsweise eine im Hochvakuum aufgedampfte Kupferschicht einer Dicke von 50 bis 100 nm. Um eine besonders gute Haftung der Anlagerungsschicht 3 auf der Trägerfolie 1 zu erreichen, wird zweckmässig die Oberfläche 2 der Trägerfolie 1 vor dem Aufdampfen der Anlagerungsschicht 3 einer Koronaentladungs-Behandlung unterzogen.
    [0028] Die Anlagerungsschicht 3 muss nicht unbedingt aus einer Metallschicht bestehen. Es wäre beispielsweise auch denkbar, als Anlagerungsschicht 3 eine andere Schicht zu verwenden, die eine galvanische Anlagerung von Metall gestattet, beispielsweise eine Schicht eines entsprechend aktivierten Lackes. Die Verwendung eines Lackes als Anlagerungsschicht 3 bietet dabei die Möglichkeit, die Hafteigenschaften der Anlagerungsschicht 3 gegenüber der Trägerfolie 1 einerseits sowie gegenüber den auf der anderen Seite der Anlagerungsschicht 3 anschliessenden Materialien in gewissem Umfange einzustellen.
    [0029] Bei der Herstellung der Prägefolie für die Zwecke der Erfindung wird, wie aus Figur 1 ersichtlich, auf die Anlagerungsschicht 3 dann in den Bereichen, die später keine Leiterbahnen aufweisen sollen, eine Abdeckschicht 4 aufgebracht. Die Abdeckschicht 4 soll die Eigenschaft haben, dass sie an der Anlagerungsschicht 3, beispielsweise einer aufgedampften Metallschicht, sehr gut haftet. Als Abdeckschicht 4 werden bevorzugt isolierende Lacke aus der Stoffklasse der Polyurethane, Polyamidharze und/oder S likonharze verwendet. Eine andere Möglichkeit ist die, als Abdeckschicht ein Wachs, insbesondere ein modifiziertes Montan- und/oder Polyolefin-Wachs zu verwenden. Die Verwendung von Wachsen bietet bei dem Einsatz der Folie im Heissprägeverfahren den Vorteil, dass der Schmelzpunkt des Wachses so eingestellt werden kann, dass eine zuverlässige Trennung gewährleistet ist.
    [0030] Nach dem Aufbringen der Abdeckschicht 4 gemäss Figur 1 wird die Trägerfolie 1 mit der Anlagerungsschicht 3, die in den Bereichen zwischen der Abdeckschicht 4 frei liegt, einem galvanischen Verfahren unterzogen, in welchem auf der Anlagerungsschicht 3 dort, wo diese nicht durch die Abdeckschicht 4 verdeckt ist, galvanisch weiteres Metall zur Bildung der später die Leiterbahnen ergebenden Metallschicht 5 abgelagert wird. Bei der Ausführungsform der Figur 2 erfolgt die Anlagerung des die Metallschicht 5 bildenden Metalls direkt anschliessend an die Aufbringung der Abdeckschicht 4.
    [0031] Die Ausführungsform gemäss Figur 2a unterscheidet sich von der gemäss Figur 2 dadurch, dass vor der Anlagerung der Metallschicht 5 erst auf der Anlagerungsschicht 3 galvanisch eine Trennschicht 6, beispielsweise eine dünne Silberschicht, gebildet wird. Die Verwendung derartiger Trennschichten ist beispielsweise von. Elektroformverfahren her bekannt. Diese Trennschichten haben die Aufgabe, eine leichte Ablösung der galvanisch gebildeten Schicht 5 von der Anlagerungsschicht 3 zu ermöglichen. Wenn eine derartige Trennschicht 6 nicht vorhanden ist, wird im allgemeinen durch die galvanische Behandlung der Anlagerungsschicht 3 zur Abscheidung der Metallschicht 5 die durch die Koronaentladungs-Behandlung ursprünglich verbesserte Haftung der Anlagerungsschicht 3 auf der Trägerfolie 1 wieder aufgehoben, so dass sich die meist metallische Anlagerungsschicht 3 im Bereich unter der galvanisch gebildeten Metallschicht 5 relativ leicht von der Trägerfolie 1 ablösen lässt.
    [0032] Nach dem Aufbringen der Abdeckschicht 4 und der galvanischen Bildung der Metallschicht 5 auf der Trägerfolie 1 mit der Anlagerungsschicht 3 wird dann die Prägefolie durch Aufbringung einer Haftschicht 7, beispielsweise einer Heissklebeschicht, auf die freie Oberfläche der Anlagerungsschicht 4 sowie der Metallschicht 5 vervollständigt. Diese Haftschicht muss derart ausgebildet sein, dass sie eine sehr gute Haftung gegenüber der Metallschicht 5 zeigt, dagegen auf der Abdeckschicht 4 nur sehr schlecht oder überhaupt nicht haftet. Hierdurch soll erreicht werden, dass bei Übertragung der Metallschicht 5 auf das Substrat die Metallschicht 5 über die Haftschicht 7 sehr gut an das Substrat gebunden wird, während die Abdeckschicht 4 keine oder nur eine sehr geringe Verbindung mit dem Substrat erfährt, so dass beim Abziehen der als Zwischenträger dienenden Trägerfolie 1 die Abdeckschicht 4 und zumindest in ihrem Bereich die Anlagerungschicht 3 von dem Substrat entfernt werden, während die Metallschicht 5 und ggf. im Bereich der Metallschicht 5 die Anlagerungsschicht 3 auf dem Substrat verbleibt und die Leiterbahnen bildet.
    [0033] Dieser Vorgang ist in Figur 4 gezeigt. In der oberen Hälfte von Figur 4 ist die Trägerfolie 1 der Prägefolie mit Teilen der Arr ageruπgsschicht 3 sowie der Abdeckschicht 4 dargestellt. Die untere HäTfte der Figur 4 zeigt, dass auf dem Substrat 8 mittels der Haftschicht 7 die die Leiterbahnen bildende Metallschicht 5 und auf dieser die entsprechenden Bereiche der Anlagerungsschicht 3 festgelegt sind.
    [0034] Wenn bei Herstellung des Gebildes gemäss Figur 4 nicht eine Prägefolie entsprechend der Ausführungsform der Figuren 2 und 3 verwendet wird, sondern eine Prägefolie, bei der gemäss Figur 2a auf der Anlagerungsschicht 3 noch eine Trennschicht 6 zur Ablösung der Metallschicht 5 vorgesehen ist, erhält man nach dem Abprägen auf dem Substrat 8 lediglich eine Metallschicht 5. Die Anlagerungsschicht 3 verbleibt dagegen insgesamt auf der Trägerfolie 1, weil die Trennschicht 6 eine Trennung zwischen Metallschicht 5 und Anlagerungsschicht 3 begünstigte Vor allem bei Verwendung einer Trennschicht kann dann auch eine Abdeckschicht 4 eingesetzt werden, die beispielsweise durch Erweichung infolge Erhitzens oder durch geringe mechanische Festigkeit in etwa parallel zur Oberfläche der Trägerfolie 1 zerreisst. Es spielt ja keine Rolle, wenn auf der Haftschicht 7 zwischen den die Leiterbahnen b ldenden Bereichen der Metallschicht 5 noch etwas Abdeckschicht 4 vorhanden ist, sofern die Abdeckschicht 4 nur isolierend ist. Wesentlich ist nur, dass zwischen den die Leiterbahnen bildenden Bereichen der Metallschicht 5 keine leitende Verbindung durch die Anlagerungsschicht 3 vorhanden ist. Nachstehend wird ein Beispiel für die Herstellung einer Prägefolie nach der Erfindung beschrieben -:
    [0035] Im ersten Verfahrensschritt wird eine Polyester-Folie einer Stärke von etwa 23 /um auf ihrer Oberfläche 2 einer Koronaentladungs-Behandlung unterzogen.
    [0036] Auf die entsprechend behandelte Oberfläche 2 der Polyester-Folie 1 wird dann in an sich bekannter Weise Kupfer im Hochvakuum in einer Schichtdicke von 50 bis 100 n zur Bildung der Anlagerungsschicht 3 aufgedampft.
    [0037] Die so mit einer Metallschicht als Anlagerungsschicht 3 versehene Trägerfolie 1 wird hieran anschliessend mit der Abdeckschicht 4 in Form einer Negativmaske versehen. Hierzu wird beispielsweise folgender Lack in einem üblichen Druckverfahren mit einem Flächengewicht von 5 bis 10 g/m aufgetragen -:
    [0038] Gewichtsanteile
    [0039] Äthylacetat 350
    [0040] Methyläthylketon 300
    [0041] hydrofunkt. Acrylharz
    [0042] (5-10 % Hydroxylgruppengehalt) 150
    [0043] aromat. Isocyanat
    [0044] (5-10 % NCO-Gruppengehalt) 200
    [0045] Nach Aushärten des aufgedruckten Lackes wird zur Bildung der Folie gemäss Figur 2 durch kathodische Verstärkung in einem sauren Elektrolytbad die Metallschicht 5 ausgebildet. Hierzu kann z.B. ein Bad folgender Zusammensetzung verwendet werden -: Gewichtsanteile
    [0046] H20 Dest. 1000
    [0047] Cu S04 50
    [0048] H2S04 (98 %ig) 10
    [0049] L-Ascorbinsäure 5
    [0050] Durch elektrolytische Verstärkung kann man eine Schichtdicke für die die Leiterbahnen repräsentierende Metallschicht von 7 bis etwa 50 um erreichen. Wird mit nachstehenden Bedingungen gearbeitet, erhält man bei Verwendung von Kupfer eine Stärke von 10 bis 14 um.
    [0051] Abscheidespannung 1,5 V
    [0052] Stromdichte ca. 5 bis 7 mA/cπr
    [0053] Abscheidedauer ca. 20 bis 30 Minuten
    [0054] Bad-Temperatur 35 CC
    [0055] In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass die Dicke der Metallschicht 5 umso grösser wird, je höher die Stromdichte, Abscheidespannung und Abscheidedauer sind. Es muss allerdings Vorsorge dafür getroffen werden, dass nicht mit zu hoher Stromdichte gearbeitet wird, um eine Zerstörung der Anlagerungsschicht 3 zu verhindern. Wenn diese Voraussetzungen berücksichtigt werden, ist die Kontaktierung sehr einfach, weil ja nur generell die Anlagerungsschicht 3, die sich im wesentlichen über die gesamte Fläche der Trägerfolie 1 erstreckt, kontaktiert werden muss. Es kann beispielsweise bei Herstellung einer Prägefolie nach der Erfindung ohne Probleme kontinuierl ch, d.h. im Durchlauf der Trägerfolie 1 mit der Anlagerungsschicht 3 durch ein Bad, gearbeitet werden.
    [0056] Nach dem Verlassen des galvanischen Bades folgt eine Reinigung der Trägerfolie 1 mit den diversen Schichten, beispielsweise durch eine neutralisierende Flüssigkeit und/oder destilliertes Wasser. Anschliessend wird getrocknet. Auch diese Vorgänge lassen sich ohne Schwierigkeiten kontinuierlich durchführen.
    [0057] Nach der Reinigung und Trocknung wird dann auf die freie Oberfläche der Abdeckschicht 4 bzw. Metallschicht 5 noch eine heissiegelfähige Klebeschicht 7 aufgebracht, und zwar mit einem Flächengewicht von 0,5 bis 3,00 g/m , wobei folgender Kleber verwendet werden kann -:
    [0058] Gewichtsanteile Methyläthylketon 800
    [0059] linearer thermoplast. Copolyester 200
    [0060] Nach Trocknung bzw. Aushärtung des Klebers ist die Prägefolie fertiggestellt. Sie kann dann in einem üblichen Prägeverfahren auf ein isolierendes Substrat, beispielsweise zur Bildung einer Leiterplatte übertragen oder im sogenannten "Inmold"-Verfahren, d.h. durch Einlegen in eine Spritzgiessfor und Hinterspritzen, auf die Oberfläche eines gespritzten Gegenstandes aufgebracht werden. Nach der Aufbringung der Metallschicht 5 mittels der Haftschicht 7 auf die Oberfläche des Substrates wird dann in der bereits erläuterten Weise die Trägerfolie 1 mit der Anlagerungsschicht 3 abgezogen, worauf man dann ohne weitere Nachbehandlung einen Gegenstand erhält, der an seiner Oberfläche mit Leiterbahnen, z.B. zur Bildung einer gedruckten Schaltung, versehen ist.
    [0061] Eine Abwandlung des vorstehend erläuterten Ausführungsbeispieles besteht darin, dass vor der Abscheidung der Metallschicht 5 unter den allgemein aus Elektroformverfahren bekannten Bedingungen auf der Anlagerungsschicht 3 eine dünne Silber- Trennschicht 6 abgelagert wird. In diesem Falle kann man als Abdeckschicht 4 nicht nur, wie bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel, einen Lack, sondern auch modifizierte Montan- und/oder Polyolefin-Wachse, d.h. Wachse, die einerseits gegen galvanische Bäder beständig sind, andererseits jedoch eine leichte Ablösung zur Erzielung der erfindungsgemäss angestrebten Wirkung gewährleisten.
    权利要求:
    ClaimsAnsprüche
    1. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes, der an einer Oberfläche zumindest bereichsweise mit einer elektrisch leitenden, auf einem Substrat (8) aus elektrisch isolierendem Material Leiterbahnen bildenden Metallschicht (5) versehen ist, wobei zur Erzeugung der Metallschicht (5) mit der die Leiterbahnen repräsentierenden Konfiguration auf einem bahn- oder plattenförmigen Zwischenträger (1) zuerst eine durchgehende, dünne leitfähige Anlagerungsschicht (3) aufgebracht wird, auf die dann in Negativanordnung zu der gewünschten Konfiguration eine eine galvanische Ablagerung der Metallschicht (5) verhindernde Abdeckschicht (4) aufgebracht wird, wonach auf den von der Abdeckschicht (4) nicht bedeckten Bereichen der Anlagerungsschicht (3) galvanisch Metall in einer zur Bildung der Leiterbahnen ausreichenden Stärke abgeschieden wird, worauf dann die die Leiterbahnen bildende Metallschicht (5), solange sie noch über die Anlagerungsschicht (3) an dem Zwischenträger (1) haftet, auf das Substrat (8) übertragen und schliesslich der Zwischenträger (1) sowie die Anlagerungsschicht (3) zumindest bereichsweise entfernt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die die Leiterbahnen bildende Metallschicht (5) auf das Substrat (8) übertragen wird, während sich die Abdeckschicht (4) noch auf dem Zwischenträger (1) befindet, wobei zur Festlegung der Metallschicht (5) auf dem Substrat (8) eine Haftschicht (7) verwendet wird, die an der Abdeckschicht (4) nicht oder schlecht haftet, und dass für die Abdeckschicht (4) ein Werkstoff verwendet wird, der gegenüber der Anlagerungsschicht (3) eine deutlich bessere Haftung als gegenüber der Haftschicht (7) aufweist, wodurch beim Abziehen des Zwischenträgers (1) die Abdeckschicht (4) und zumindest in deren Bereich die leitfähige Anlagerungsschicht (3) vom Substrat (8) entfernt werden, während die Metallschicht (5) mittels der Haftschicht (7) auf dem Substrat (8) haften bleibt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e c h n e t , dass als Anlagerungsschicht (3) eine dünne, z.B. durch Sputtern oder Aufdampfen aufgebrachte Metallschicht verwendet wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Anlagerungsschicht (3) eine dünne Schicht eines aktivierten Lackes aufgebracht wird.
    4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e c h n e t , dass als Zwischenträger (1) eine Kunststoffolie, vorzugsweise eine Polyester-Folie, verwendet wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die die Anlagerungsschicht (3) aufnehmende Oberfläche (2) der Kunststoffolie (1) vor der Aufbringung der Anlagerungsschicht (3) einer Koronaentladungs-Behandlung unterzogen wird.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass vor dem Aufbringen der Anlagerungsschicht (3) auf den Zwischenträger (1) eine gegebenenfalls nur bereichsweise vorgesehene Zwischenschicht aufgebracht wird.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Haftschicht (7) nach der galvanischen Abscheidung der die Leiterbahnen bildenden Metallschicht (5) auf der vom Zwischenträger (1) abgewandten Seite der Metallschicht (5) und der Abdeckschicht (4) aufgebracht wird.
    8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Haftschicht (7) von einem heissiegelfähigen Kleber geb ldet ist.
    9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckschicht (4) von einem isolierenden Lack gebildet wird.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckschicht (4) von einem Wachs, insbesondere modifizierten Montan- und/oder Polyolefin-Wachs, gebildet wird.
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für die Abdeckschicht (11) ein Lack aus der Stoffklasse der Polyurethane, Polyamidharze und/oder Silikonharze und für die Haftschicht (7) ein heissklebefähiges Material aus der Klasse der Polyesterharze, Polyvinylchloride und/oder modifizierten Acrylharze verwendet wird.
    12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e c h n e t , dass vor der galvanischen Ablagerung der die Leiterbahnen bildenden Metallschicht (5) auf den nicht von der Abdeckschicht (4) bedeckten Bereichen der Anlagerungsschicht (3) eine dünne metallische Trennschicht (6), z.B. aus Silber, abgeschieden wird.
    13. Prägefolie, insbesondere Heissprägefolie, zur Erzeugung von Leiterbahnen auf einem Substrat (8) aus elektrisch isolierendem Material, welche eine Trägerfolie (1) aufweist, die eine von ihr ablösbare, zur Bildung der Leiterbahnen dienende Metallschicht (5) trägt, welche ihrerseits an der der Trägerfolie (1) abgekehrten Seite eine Haftschicht (7) zur Festlegung an dem Substrat (8) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Trägerfolie (1) ganzflächig mit einer elektrisch leitenden Anlagerungsschicht (3) versehen ist, die auf ihrer der Trägerfolie (1) abgekehrten Seite einerseits in den Bereichen, in denen keine Leiterbahnen vorgesehen sind, eine eine galvanische Ablagerung der Metallschicht (5) verhindernde, gegen Galvanik-Flüssigkeiten beständige Abdeckschicht (4) und andererseits zur Bildung der Leiterbahnen in den nicht von der Abdeckschicht (4) bedeckten Bereichen die Metallschicht (5) trägt, welche durch galvanische Anlagerung an der Anlagerungsschicht (3) gebildet ist, dass die Abdeckschicht (4) und die Metallschicht (5) auf ihrer der Trägerfolie (1) abgekehrten Oberfläche durch eine gemeinsame Haftschicht (7) abgedeckt sind, und dass die Haftschicht (7) aus einem Material besteht, das an der Metallschicht (5) deutlich besser als an der Abdeckschicht (4) haftet, die ihrerseits an Anlagerungsschicht (3) im Bereich der Metallschicht (5) an der Trägerfolie (1).
    14. Prägefolie nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Anlagerungsschicht (3) eine dünne, z.B. durch
    Sputtern oder Aufdampfen aufgebrachte Metallschicht ist.
    15. Prägefolie nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Anlagerungsschicht (3) eine dünne Schicht eines aktivierten Lackes ist.
    16. Prägefolie nach einem der Ansprüche 13 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen Anlagerungsschicht (3) und Trägerfolie (1), ggf. nur bereichsweise, eine Zwischenschicht vorgesehen ist.
    17. Prägefolie nach einem der Ansprüche 13 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Haftschicht (7) von einem heissiegelfähigen Kleber gebildet ist.
    18. Prägefolie nach einem der Ansprüche 13 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckschicht (4) von einem isolierenden Lack gebildet ist.
    19. Prägefolie nach einem der Ansprüche 13 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckschicht (4) von einem Wachs, insbesondere einem modifizierten Montan- und/oder Polyolefin-Wachs gebildet ist.
    20. Prägefolie nach einem der Ansprüche 13 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckschicht (4) von einem Lack aus der Stoff lasse der Polyurethane, Polyamidharze und/oder Silikonharze und die Haftschic.t (7) von einem heissklebefähigen Material aus der Klasse der Polyesterharze, Polyvinylchloride und/oder modifizierten Acrylharze gebildet sind.
    21. Prägefolie nach einem der Ansprüche 13 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in den nicht von der Abdeckschicht (4) bedeckten Bereichen zwischen der Metallschicht (5) und der Anlagerungsschicht (3) eine dünne, metallische, galvanisch abgelagerte Trennschicht (6), z.B. aus Silber, vorgesehen ist.
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